实际版“钢铁侠”:从头行走并不悠远
帅梅不止一次听到,有人称号她为“钢铁侠”。
实际版的“钢铁侠”,或许并不像漫画和电影里那样具有惊人的力气,但关于截瘫、偏瘫、脑瘫患者来说,帅梅和她的研讨团队,没准比超级英豪更“超级英豪”。他们研制的设备,能在必定程度上协助那些下肢运动功用妨碍人士从头站起来。
帅梅是北京航空航天大学生物医学工程高精尖中心博士生导师、研讨员,也是北航外骨骼试验室的主任。她与团队一起研制的我国第一个外骨骼机器人,是科技部“十二五”支撑方案、国家自然科学基金、北京市严重科技方案的作用转化项目。
作为我国康复机器人继续原创研制者,这个团队研制的外骨骼机器人,被选为2022年北京冬天残奥会火炬传递及火炬聚集代表,在全世界面前展现了我国科技给残障人士日子带来的改动。
帅梅对中青报·中青网记者说,未来的机械外骨骼,或许还会谋福更多的人,发挥更重要的作用。
“一套机器人,装着数百个传感器”
坐落北京经济技能开发区经海三路139号的阳光大艾肢体残疾人士康复中心,看起来并不像研讨基地或工厂,而更像是一个疗养院。
3月22日,春分刚过,仍感料峭。几位不良于行的患者,“嵌”在大巨细小样式不同的外骨骼康复练习机器人傍边,装有传感器的机械腿绑缚运用者的下肢,他们在工作人员的协助下,一步一步,向前行走。
他们是来这儿做康复练习的,需求在练习场地不间断地行走,到达“复健”意图。
“这一套机器人,装着数百个传感器。”帅梅说。
她穿行在练习场地,眼前的运用者,有由于练习意外而失掉胸以下部位一切感觉的运动员,也有无法操控好下肢、走路步态“不正规”的脑瘫儿童。
帅梅跟每个运用者打招呼,问询他们这一次的康复体会。这位机器人范畴的工学教授,眼下看起来,倒更像是一位医师。
“我们的确还需求再学许多医学的东西,幸亏我们很快就了解了相关范畴需求的医学知识,还得到了北京积水潭医院、国家康复辅具研讨中心等单位医学专家的协助点拨。”帅梅说。
她从2003年开端机器人范畴的相关研讨。
比起“写论文”,她对亲主动手、“做一些对人类有利的产品”更感兴趣。她最早研制的,是一个行走在高低不平路面的仿人机器人。他们把妨碍物撒到地上去,各种巨细,不同凹凸,高低不平,机器人在上面自行判别杂乱情况完结行走。用帅梅的话说,要是机器人判别不了杂乱路面,它的实用性“基本上就没有了”。
2006年之后,帅梅先是任职于北京航空航天大学主动化学院,现在是北航生物与医学工程学院的研讨员。
“我国是人口大国,老龄化问题比较突出,关于健康的需求越来越大,所以我们想在这方面发力。”她和团队开端重视到了健康范畴。
自此,帅梅一头扎进了对外骨骼机器人的研讨傍边。她的一位研讨仿人机器人的博士研讨生总跟她想念,说“教师,我们要是早就研讨外骨骼机器人就好了”,帅梅笑着回想,那位学生“重复想念了几十遍”。
他们都觉得,外骨骼机器人是一个立刻就能为民众带来福利的产品,比起之前的高低不平路面机器人,“对社会的奉献会更大一点”。
不过帅梅也觉得,前期的研讨仍是有意义的,究竟要是没有前期研讨的根底,后续的研讨就等所以从头开端,会愈加困难。
帅梅说,研制团队现在具有5个系列9款不同的外骨骼机器人产品,练习超百万人次。
“他走的汗都出来了,我也看的汗都出来了”
研讨团队的攻坚进程历时10余年,至今仍在做进一步研制。试验室里,时不时会有清晨3点测验的局面。
“搞科研便是这样,到了关键时刻,是停不下来的,就必须得往前走。”帅梅恶作剧地说到,积水潭医院的一位主任,常常被她深夜的电话惊醒。
作为工科人,帅梅见过许多的同行,他们身上都有个一起的特色,便是“看着傻呵呵的”。
“走到你跟前忽然一翻眼睛,看你一眼,然后自己就走曩昔了,不跟你打招呼,由于他根本就没看见人,这是工科人在思考问题。”她笑着说。
她自己也常常处于这个状况,在这种状况下霸占了许多个技能难关。每逢处理掉一个卡住团队的技能问题,他们都“特别有成就感”。
到现在,团队拿到了2021年我国产学研协作立异与促进奖产学研立异作用一等奖,在国际上,获得过英国皇室“龙门创将”全球立异创业大赛我国冠军、全球亚军。
据帅梅回想,北美康复工程与辅佐用具协会主席有一年来我国参与展会,在他们的展台上站了一个多小时。
美国医学科学院外籍院士、我国康复医学领头人励建安教授有过这样一个点评:关于失掉站立或行走功用、或行走功用削弱的截瘫、偏瘫、脑瘫、老年人等,外骨骼机器人具有曩昔无法完成的作用。
“还能够协助运用者重塑行走的蹲伏步态。”帅梅说到一位脑瘫人士,那是一个被称为小安琪的女孩。
在穿戴外骨骼机器人进行几天康复练习之后,小安琪专门走到一位研讨人员的面前,对她说,“姐姐,我这15年活得不如这5天”。
研讨人员一把抱住了小安琪,心里特别感动。
“孩子的大脑还在发育中,还有时机去改进。”帅梅慨叹。在开始的规划中,她“还真没想过能够适用于脑瘫孩子”。
她还记住,第一位运用她研制的外骨骼机器人的,是一位脊髓损害者。在穿上外骨骼设备之前,对方现已14年无法行走了。经过医院的介绍,这位患者被送到了帅梅面前。
四五个小时曩昔,研讨团队试着让这位患者穿上外骨骼设备,迈出第一步。
那是在北航的一间试验室里,不到十米的间隔,这位患者总算挪动了十几年没有抬起的双腿,在可穿戴设备的协助下,一步一步,走完了这段路。
“历史性的一步啊!”帅梅翻出当年用手机录制的视频,一边看一边慨叹,“他走的汗都出来了,我也看的汗都出来了。”
“把本钱降下来,才干协助更多的人”
帅梅走到电梯口,遇到一位家长,家长推着轮椅上的孩子正要脱离。
“今日怎么样?”帅梅敏捷跟对方评论了起来,那位父亲随口说到,孩子在练习进程中“睡着了”。
等帅梅回到歇息区,回身叫住帮那位孩子练习的工作人员,她叮咛道,“下回不能让他睡着了”。
十几平方米的歇息区,几个年轻人或站或立,其间一位20岁出面的年轻人,现已能脱离外骨骼机器人直接行走了。用帅梅的话说,原先“这孩子像纸片人一般,可瘦了”,现在臂膀上腿上有肉了,整个人都“变帅了”。
作为研制者,帅梅见证过许多患者,在外骨骼机器人的协助下一步步走向康复。
这其间,有的运用者由于不能动,患有骨质疏松,身体状况十分差,乃至呈现肌肉萎缩,比较于正常人乃至老年人都差许多。
中枢神经损害的医治,在医学上一直是难题。在外骨骼机器人的协助下,穿戴运用者经过练习,用设定的仿生行走步态,在实在地上行走。这能够促进运动功用康复,调集穿戴运用者全身的关节肌肉运动,增强肌力、躯干操控才干、平衡和协调运动才干,一起也能增进神经系统的协调性。
在北京冬残奥会火炬接力火种聚集典礼现场,一个名叫邵海朋的人分外显眼。他曾因高空掉落导致截瘫,双下肢失掉行走功用。现在,银色和赤色的智能设备支撑着他迈开双腿,完成了传递火炬的愿望。
邵海朋还参与过“科技助残”穿越“一带一路”机器人行走马拉松公益挑战赛,穿戴着外骨骼机器,历时9天,走完42.195公里的全程马拉松,发明了该项意图世界纪录。
来自湖南的90后女孩杨淑亭因车祸高位截瘫,作为冬残奥火炬手呈现在冬残奥会火炬传递进程中。在这之前,她用5个月进行了适配练习,学习把握下肢助力外骨骼设备。
据帅梅介绍,冬残奥会上呈现的其间一款,是最新的人工智能外骨骼机器人,根据传感网络和人工智能操控算法,能主动感知穿戴者的片面举动志愿,辅佐其“随心而动”,完成快走、慢走恣意切换,乃至还能上下楼梯、上下坡。
这一外骨骼机器人,首要用于行走才干有必定妨碍但并未彻底损失行走才干的残疾人,能够增强运用者肌肉的剩下力气,协助身体康复机能。帅梅也说到,针对彻底失掉行走才干的残疾人,团队开发出了被动式的智能外骨骼机器人。
降低本钱是这个团队的下一步研讨方向之一。帅梅曾得到过时机,向政府领导介绍外骨骼机器人,在听完功用和作用的介绍之后,领导敏捷问了一个重要问题:“多少钱?”
“仍是需求把本钱降下来,才干协助更多的人。”帅梅说。
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